皮带运输线智能监控管理系统研究

皮带运输线智能监控管理系统研究

王春

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司麦垛山煤矿 宁夏回族自治区银川市 750408

摘要：智能监控管理系统能够对皮带运输线的状态进行实时反馈，为操作人员提供重要帮助，在有异常状况发生时，操作人员能够以系统反馈的具体结果为依据采取针对性的应对措施，为皮带运输线的正常运行以及施工作业的顺利开展提供可靠保证。本文对皮带运输线智能监控管理系统进行研究与设计。

关键词：皮带运输线，智能监控管理，系统设计

在煤矿井下，皮带运输线是一种应用率非常高的运输设备，表现出结构简单、使用便捷、自动化改造难度小等诸多优点。因为皮带运输线具有连续运行的特点，一旦某一环节有故障出现，会有较大的整机停机风险，严重的，会对企业生产效率产生不利影响。在前期运行过程中，皮带运输线的故障有差异化的特征表现出来，它们可以通过预判工作的开展被发现，并在第一时间采取相应措施加以解决，故而进行一套智能化的皮带运输线监控管理系统有着不容忽视的积极意义。

1皮带运输线常见故障

因为有很高的工作载荷，持续运行时间也很长，皮带运输线难以避免地会有各类故障出现，常见的运输线故障有以下几个方面的表现：

（1）皮带撕裂。主要是在皮带机受力不均匀这一不利因素的影响下，皮带运输线受到的力同样会不均匀，由此一来，运输线会有较大的风险出现撕裂现象。对皮带运输线撕裂的诱因进行分析，主要是在使用过程中运输线由于运行的时间过久而有老化的情况出现。

（2）皮带断带。之所以会出现皮带断裂的情况，主要原因在于在皮带运输线的运行过程中受到了比较大的载荷的冲击，由于超过了自身承受的极限，进而出现皮带运输线断裂的状况。

（3）皮带打滑。打滑状况的出现主要原因在于皮带所受摩擦力较之材料沿斜面向下的重力分力而言明显要小，受到不均衡作用力的影响，皮带运输线难以避免地会有打滑的问题发生。

（4）皮带跑偏。皮带运输线的跑偏通常是受到偏载荷的影响，对于危害进行分析，存在一定的令输送线物料洒落的可能，严重的还会造成设备的损伤，通常对此故障的判断需借助于皮带张力传感器来完成。

2皮带运输线智能监控管理系统结构

为了达到方便、安全且实时监控皮带运输线，并对其施以智能化与自动化管理的目的，进行智能监控管理系统的设计，系统主要结构如图1所示。皮带运输线智能监控管理系统信号主要有两个来源，其一为巡检设备（亦即各传感器）实时采集到的检测信号，其二为可编程控制器输出的信号。

图1 皮带运输线智能监控管理系统结构示意图

在各个传感器的有效支持下，巡检设备达到实时、高效判断皮带运输线实际状态的目的，之后，借助于无线通信技术向状态监控管理中心传导监测到的数据信息。可编程控制器主要对传感器（亦即巡检设备）采集到的数据信息进行接收，需要注意，前面提到的各种传感器均布置在皮带线结构上或其周围，最后，皮带运输线智能监控管理系统会参照两道输入信号执行具体的信号处理以及识别任务，一旦发现有异常情况出现，则将相应的预警信息发出，由系统监测人员及时接受告警信息，并在第一时间采取有效措施加以应对。

3皮带运输线智能监控管理系统软硬件设计

3.1系统软件设计

在明确皮带运输线智能监控管理系统的整体架构之后，需要对其具体的操作软件进行设计，相较于系统硬件设计而言，系统软件设计发挥着同样重要的作用。图2所示为皮带运输线智能监控管理软件系统界面结构，将监控管理系统的全部重要功能含括其中，涉及监控数据查询、安全和监控信息实时显示、皮带运输线故障分析以及皮带运输线故障处理等等。根据图2所示系统界面结构可以直观地发现，此操作软件系统表现出明显的界面整洁、使用简单等优点，对于皮带运输线智能监控管理系统各项功能的有效发挥积极意义显著。

图2 皮带运输线智能监控管理系统主界面结构示意

该智能监控管理系统所用数据库为MySQL数据库，较之传统意义上的SQL Server以及Oracle数据库而言，系统所用MySQL数据库在执行效率上以及操作便捷性上有更为优异的表现，以MySQL为基础进行后台数据库的设计，可以为后期数据查询及分析工作的顺利与高效开展提供便利。

3.2硬件系统设计

对于系统可靠性的保障而言，皮带运输线智能监控管理系统的硬件结构设计发挥着不容忽视的重要作用，此处需与皮带运输线监控管理的实际需求以及系统的具体设计需要相结合，执行对各类硬件设备的设计和搭配任务，以下对系统中几个重要的硬件设备选型进行针对性的说明。

（1）速度传感器。对德国西门子公司研制并开发的EPC-03型速度传感器加以运用，此传感器在煤矿环境中有着良好的适用性，通过将传感器安装在皮带运输线的传动滚筒上，能够达到对滚轮速度进行精准采集的目的。

（2）温度传感器。选用BDRTD STD600型温度传感器，该传感器的主要功能体现在对皮带运输线和皮带滚筒的实际温度进行实时采集之上。

（3）皮带运输线张力传感器。对HS300-HT30型张力传感器加以运用，此型号的传感器表现出测量精度很高的优势，不仅如此，还配备有多种通信系统接口，能够对皮带运输线的实际状态进行准确的判断。

（4）皮带运输线跑偏传感器。所用型号为SJC-U900，在实际的运输过程中，皮带运输线存在着一定的跑偏风险，为了最小化皮带运输线跑偏的风险，将生产运输所受到的影响控制在最低水平，利用跑偏传感器执行对皮带运输线实际状态的实时监测任务。

4皮带运输线智能监控管理系统测试

在皮带运输线智能监控管理系统设计作业完成以后，还要对其可靠性以及稳定性进行进一步地测试。在煤矿生产现场，将系统投入其中，进行历时5个月的系统试运行。试运行的结果显示，本文皮带运输线智能监控管理系统可以很好地发挥出对皮带运输线运行数据的记录、分析以及故障的识别和预警功能。系统可以高效处理传感器采集到的各项监测信号，在有异常情况出现时，第一时间将故障预警信息发出。在具体的测试过程中，系统针对不同类型的故障开展了统计分析工作，结合具体的统计分析结果，皮带运输线在运行过程中一共出现8次故障，其中，撕裂、断裂、打滑、跑偏故障的次数分别为3次、1次、2次、2次。以系统对皮带运输线故障的初步诊断结果为依据，操作人员能够在第一时间明确故障的实际发生未知，在有效分析故障原因的基础上采取针对性的故障解决措施。

以图3为例，皮带运输线智能监控管理系统能够将皮带运输线的应力情况实时的反映出来，基于这一监测结果，操作人员能够在第一时间掌握不同运行状态下皮带运输线的实际张力情况。

图3 皮带输送线张力监测结果

5结语

基于远程监控技术、无线通信技术以及传感器技术等的有效支持，本文完成了对皮带运输线智能监控管理系统的设计，可以达到实施、准确监控与智能化管理皮带输送线的目的，以具体的监测结果为参照，系统能够在第一时间对皮带运输线故障作出预警，并由操作人员采取有效的应对措施。测试结果表明，系统各功能均能达到设计目标，可很好地应用于皮带运输线监控与管理作业的智能化开展中。

参考文献：

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